水肥一体化设备的制作方法

1.本公开涉及微灌工程技术领域，特别涉及一种水肥一体化设备。


背景技术：

2.传统灌溉施肥采用大水漫灌及人工施肥的方式，一方面，造成肥料、水源及人工的极大浪费，另一方面，由于土壤水肥分布不均匀，容易导致植物的生长状态、产量和品质参差不齐，再一方面，还会对农田周边的土壤环境带来负面影响。
3.随着微灌工程技术的发展，水肥一体化设备应运而生，其可以通过管道系统与安装在末级管道上的灌水器，将水和植物生长所需的养分以较小的流量，均匀、准确地直接输送到植物根部附近的土壤，从而可以提高肥料的利用率，节约肥料，促进植物养分吸收，提高植物的产量和品质。水肥一体化设备的应用已经成为未来农业大田种植的主要发展趋势之一。
4.本公开的发明人了解到，相关技术中的一些水肥一体化设备，通常存在混肥桶清理繁琐、设备占地空间大而且笨重不便移动的技术问题。


技术实现要素：

5.本公开实施例提供了一种水肥一体化设备，以降低设备的清理难度，实现设备的紧凑化设计。
6.根据本公开的一方面，提供了一种水肥一体化设备，包括：主管路，主管路的进液端配置为连接供水设备，主管路的出液端配置为连接至少一个灌溉支管路；进液总管路，进液总管路的进液端连接在主管路上；出液总管路，出液总管路的出液端连接在主管路上，并且出液总管路的出液端比进液总管路的进液端更加靠近主管路的进液端；并联设置的多个混肥管路，连接在进液总管路的出液端与出液总管路的进液端之间；多个吸肥管路，与多个混肥管路一一对应设置，每个吸肥管路的进液端配置为对应连接一个料桶；多个吸入装置，与多个混肥管路一一对应设置，每个吸入装置包括第一端口、第二端口和第三端口，其中，第一端口和第二端口连接在对应的混肥管路上，第三端口连接对应的吸肥管路的出液端，每个吸入装置配置为将料桶中的肥料经过吸肥管路吸入混肥管路；以及，液泵，设置在出液总管路上。
7.在一些实施例中，水肥一体化设备还包括：第一连接管路，连接进液总管路的出液端；
8.第二连接管路，连接出液总管路的进液端；检测管路，与多个混肥管路并联设置，检测管路和多个混肥管路连接在第一连接管路和第二连接管路之间；以及，设于检测管路上的酸碱度监测计和电导率监测计。
9.在一些实施例中，水肥一体化设备还包括：设于进液总管路上的以下至少一个：球阀、压力传感器、第一压力表或排气阀。
10.在一些实施例中，水肥一体化设备还包括：设于每个吸肥管路上的以下至少一个：
过滤器、第一流量计、电磁阀或隔膜阀。
11.在一些实施例中，水肥一体化设备还包括以下至少一个：设于第一连接管路的远离进液总管路的一端的第二压力表；设于出液总管路上且位于出液总管路的进液端与液泵之间的第三压力表；或，设于主管路的出液端的第二流量计。
12.在一些实施例中，吸入装置为文丘里水射器，第一端口为文丘里水射器的入口段端口，第二端口为文丘里水射器的扩散段端口，第三端口为文丘里水射器的喉道端口。
13.在一些实施例中，多个吸肥管路包括一个酸碱液吸入管路和至少一个肥料母液吸入管路。
14.在一些实施例中，供水设备为变频式供水设备。
15.在一些实施例中，水肥一体化设备还包括供水设备和/或多个吸肥管路所分别对应的料桶。
16.在一些实施例中，水肥一体化设备还包括机架和控制柜，机架包括水平承载部分，其中：控制柜、并联设置的多个混肥管路以及液泵位于水平承载部分的上方，主管路位于水平承载部分的下方。
17.根据本公开的上述任一实施例，水肥一体化设备的混肥过程主要在混肥管路中进行，水肥一体化设备的管路清理可以在设备通入清洗液后自动运行。由于水肥一体化设备的构造中不再设有混肥桶，一方面，可以省去混肥桶繁杂的清理操作，节约人力、物力；另一方面，设备的体积和重量也较小，结构较为紧凑，生产成本大幅降低。
18.根据在下文中所描述的实施例，本公开的这些和其它方面将是清楚明白的，并且将参考在下文中所描述的实施例而被阐明。
附图说明
19.在下面结合附图对于示例性实施例的描述中，本公开的更多细节、特征和优点被公开，在附图中：
20.图1是根据本公开一些示例性实施例的水肥一体化设备的简化结构示意图；
21.图2是根据本公开一些示例性实施例的水肥一体化设备的立体结构示意图；以及
22.图3是根据本公开另一些示例性实施例的水肥一体化设备的立体结构示意图。
23.附图标记说明：
24.100-水肥一体化设备
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101-主管路
25.102-供水设备
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103-进液总管路
26.104-出液总管路
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105-混肥管路
27.106-吸肥管路
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107-料桶
28.108-吸入装置
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109-液泵
29.110-第一连接管路
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111-第二连接管路
30.112-检测管路
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113-酸碱度监测计
31.114-电导率监测计
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115-球阀
32.116-压力传感器
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117-第一压力表
33.118-排气阀
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119-过滤器
34.120-第一流量计
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121-电磁阀
35.122-隔膜阀
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123-第二压力表
36.124-第三压力表
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125-第二流量计
37.126-机架
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127-控制柜
具体实施方式
38.以下结合附图对本公开的示范性实施例做出说明，其中包括本公开实施例的各种细节以助于理解，应当将它们认为仅仅是示范性的。因此，本领域普通技术人员应当认识到，可以对这里描述的实施例做出各种改变和修改，而不会背离本公开的范围。同样，为了清楚和简明，以下的描述中省略了对公知功能和结构的描述。
39.在本公开中，除非另有说明，否则使用术语“第一”、“第二”等来描述各种要素不意图限定这些要素的位置关系、时序关系或重要性关系，这种术语只是用于将一个元件与另一元件区分开。在一些示例中，第一要素和第二要素可以指向该要素的同一实例，而在某些情况下，基于上下文的描述，它们也可以指代不同实例。
40.在本公开中对各种示例的描述中所使用的术语只是为了描述特定示例的目的，而并非旨在进行限制。除非上下文另外明确地表明，如果不特意限定要素的数量，则该要素可以是一个也可以是多个。此外，本公开中所使用的术语“和/或”涵盖所列出的项目中的任何一个以及全部可能的组合方式。
41.另外，在本公开中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”应做广义理解，例如，在不同场景下，可以是机械连接、电连接或通信连接；可以是直接连接，也可以通过中间媒介的间接连接。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本公开中的具体含义。
42.相关技术中，水肥一体化设备通常包含用于混合水、肥料和酸碱液的混肥桶。水肥一体化设备使用完毕后，混肥桶内一般会有肥料残存，若用户因种植作物调整等原因需要更换肥料种类或调整肥料配比，需要先将混肥桶中残存的肥料清理去除。相关技术存在的技术缺陷在于，混肥桶清理操作不便、费时费力；由于混肥桶占用空间较大，导致水肥一体化设备的整体体积和重量也较大，生产成本也较高。
43.为解决上述技术问题，本公开实施例提供了一种水肥一体化设备，以降低设备的清理难度，实现设备结构的紧凑化设计。
44.如图1和图2所示，本公开一些实施例提供的水肥一体化设备100，其主要结构包括主管路101、进液总管路103、出液总管路104、并联设置的多个混肥管路105、多个吸肥管路106、多个吸入装置108和液泵109。
45.主管路101的进液端a1配置为连接供水设备102，主管路101的出液端a2配置为连接至少一个灌溉支管路(图中未示出)。进液总管路103的进液端b1连接在主管路101上，出液总管路104的出液端d2连接在主管路101上，并且出液总管路104的出液端d2比进液总管路103的进液端b1更加靠近主管路101的进液端a1。并联设置的多个混肥管路105连接在进液总管路103的出液端b2与出液总管路104的进液端d1之间。多个吸肥管路106与多个混肥管路105一一对应设置，每个吸肥管路106的进液端配置为对应连接一个料桶107。多个吸入装置108与多个混肥管路105一一对应设置，每个吸入装置108包括第一端口c1、第二端口c2和第三端口c3，其中，第一端口c1和第二端口c2连接在对应的混肥管路105上，第三端口c3
连接对应的吸肥管路106的出液端，每个吸入装置108配置为将料桶107中的肥料经过吸肥管路106吸入混肥管路105。液泵109，设置在出液总管路104上。
46.该实施例中，水肥一体化设备100还包括连接进液总管路103的出液端b2的第一连接管路110，以及连接出液总管路104的进液端d1的第二连接管路111，多个混肥管路105并联设置并且连接在第一连接管路110和第二连接管路111之间。可以理解的，图中所示的管路连接方式仅为示意，具体的管路设计不限于图中所示。
47.多个吸肥管路106例如可以包括一个酸碱液吸入管路和至少一个肥料母液吸入管路。吸肥管路的数量可以根据需要合理设计，在一些实施例中，还可以设置备用吸肥管路，防备因某个吸肥管路故障或维护而导致设备不能正常使用。
48.水肥一体化设备100的工作原理为，有压水从主管路101的进液端a1进入设备的主管路101，然后经过进液总管路103、第一连接管路110进入到各个混肥管路105。在多个吸入装置108的作用下，若干种肥料母液和/或酸碱液也同时从各自的料桶107经吸肥管路106进入到对应的混肥管路105，从而在混肥管路105中与有压水进行初次混合。各混肥管路105输出的混合液进入第二连接管路111后继续混合，然后进入出液总管路104，在出液总管路104上设置的液泵109的驱动下再次进入主管路101，从而与主管路101中的有压水混合。通过对进液总管路103的流量进行控制，可以使主管路101中的混合肥料一部分经主管路101的出液端a2流出，一部分再次进入进液总管路103并参照上述流动路径再次进行混合，然后再次进入主管路101与主管路101中的有压水混合。经过至少两次混合循环后，从主管路101的出液端a2流出的水肥的各项参数指标可趋于平衡。
49.本公开实施例的水肥一体化设备100，其混肥过程主要在混肥管路105中进行，水肥一体化设备100的管路清理可以在设备通入清洗液后自动运行。由于水肥一体化设备100的构造中不再设有混肥桶，一方面，可以省去混肥桶繁杂的清理操作，节约人力、物力；另一方面，设备的体积和重量也较小，结构较为紧凑，生产成本大幅降低。
50.在本公开一些实施例中，供水设备102为变频式供水设备，例如为变频水泵，可以向主管路101供应压力稳定的有压水，从而使得水肥一体化设备100的灌溉稳定而可靠，输出水肥的配比精准性较高。液泵109设置在出液总管路104上，相比设置在进液总管路103，可以获得更高的泵效。
51.在本公开一些实施例中，吸入装置108为基于文丘里效应的文丘里水射器，第一端口c1为文丘里水射器的入口段端口，第二端口c2为文丘里水射器的扩散段端口，第三端口c3为文丘里水射器的喉道端口。文丘里效应是指在高速流动的流体附近会产生低压，从而产生吸附作用。文丘里水射器具有结构简单、耐用、性能稳定、压力损失小、安装方便等特点。在本公开的一些其它实施例中，吸入装置可以用其它利用负压将液体吸入第三端口的装置来代替，本公开对此不做具体限定。
52.如图1和图2所示，在本公开的一些实施例中，水肥一体化设备100还包括检测管路112和设于检测管路112上的酸碱度监测计113和电导率监测计114，其中，检测管路112与多个混肥管路105并联设置，检测管路112和多个混肥管路105连接在第一连接管路110和第二连接管路111之间。
53.从图中可以看出，酸碱度监测计113和电导率监测计114的检测值等效于同时间从主管路101的出液端a2流出水肥的相关数值。检测管路112可以为一段软管，其上所设置的
酸碱度监测计113和电导率监测计114的具体数量和位置不限。
54.在一些实施例中，水肥一体化设备100还包括：设于进液总管路103上的球阀115、压力传感器116、第一压力表117或排气阀118中的至少一个：设于每个吸肥管路106上的过滤器119、第一流量计120、电磁阀121或隔膜阀122中的至少一个；设于第一连接管路110的远离进液总管路103的一端的第二压力表123；以及设于出液总管路104上且位于出液总管路104的进液端d1与液泵109之间的第三压力表124。此外，水肥一体化设备100还可以包括设于主管路101的出液端a2的第二流量计125。
55.以上各装置可以根据水肥一体化设备100的灌溉需求选择设置，具体设置位置也可以根据需求灵活调整，本公开对此不作具体限定。
56.通过控制球阀115，可以对进液总管路103的流量进行控制。压力传感器116，例如为压力变送器，用于检测进液总管路103的压力并向水肥一体化设备100的控制模块输出。第一压力表117用于检测并示出进液总管路103的压力值。排气阀118用于排除管路中的气体，以提高管路输送液体的效率，保护管路不致变形破裂。过滤器119用于滤除进入吸肥管路106的肥料母液或酸碱液中的杂质，从而保障设备的正常运行和使用寿命。第一流量计120用于检测吸肥管路106的流量。第二流量计125用于检测主管路101的出液端a2的流量。电磁阀121用于控制吸肥管路106的通断和流量大小。隔膜阀122是一种特殊形式的截断阀，其启闭件是一块用软质材料制成的隔膜，通过隔膜将阀体内腔与阀盖内腔隔开，隔膜阀122中，由于工作介质接触的仅仅是隔膜和阀体，二者均可以采用多种不同的材料，因此该阀能理想地控制多种工作介质，尤其适合带有化学腐蚀性或悬浮颗粒的介质。第二压力表123用于检测并示出第一连接管路110末端的压力值。第三压力表124用于检测并示出进入液泵109的液体的压力值。
57.在本公开的一些实施例中，供水设备102(例如变频水泵)和料桶107独立于水肥一体化设备100之外，水肥一体化设备100在使用启动之前再组装连接。在本公开的另一些实施例中，水肥一体化设备100还包括供水设备和/或多个吸肥管路106所分别对应的料桶107。即，供水设备和/或料桶107集成设置于水肥一体化设备100，省去用户的安装操作。
58.如图3所示，该实施例水肥一体化设备100还包括机架126和控制柜127，机架126包括水平承载部分1260，其中：控制柜127、并联设置的多个混肥管路105以及液泵109位于水平承载部分1260的上方，主管路101位于水平承载部分1260的下方。该空间布局设计充分利用了机架126的上下空间和结构特点，使得水肥一体化设备100的结构紧凑而整洁。
59.本说明书提供了能够用于实现本公开的许多不同的实施方式或例子。应当理解的是，这些不同的实施方式或例子完全是示例性的，并且不用于以任何方式限制本公开的保护范围。本领域技术人员在本公开的说明书的公开内容的基础上，能够想到各种变化或替换，这些都应涵盖在本公开的保护范围之内。因此，本公开的保护范围应以所附权利要求所限定的保护范围为准。